现浇混凝土无梁空心楼盖在人防工程中应用的技术经济性研究

赵志龙

（陕西省土地工程建设集团，陕西 西安 710075）

新时期，大型住宅小区及公共建筑中均配建有人防地下室，一般为6 级人防，部分重要建筑物配建5 级人防或更高级别的人防工程。以前的人防工程大多采用普通的框架梁加实心厚板或直接采用实心板柱结构。随着现浇混凝土无梁空心楼盖（BDF） 技术的越来越成熟，空心楼盖越来越多的应用到人防地下室顶板中。通过对众多已经施工完成的人防地下室顶板工程的对比，我们发现在人防工程中采用现浇混凝土无梁空心楼盖技术可以直接降低人防地下室顶板的成本，同时还可以节约其他相关费用，经济效益比较明显。本文以实际工程为例对有梁实心板与现浇混凝土无梁空心楼盖，实心无梁楼盖与现浇混凝土空心无梁楼盖进行了对比、分析，以体现现浇混凝土无梁空心楼盖在人防工程中应用的经济性。

1 现浇混凝土无梁空心楼盖

空心楼盖是一种现浇钢筋砼空心楼盖；也叫现浇无梁空心楼盖，安装芯模产品后现浇而成的空心无明梁楼盖。空心楼盖，包括钢筋、砼、芯模，芯模埋置在钢筋砼中，其特征在于芯模内填充有轻质材料。空心楼盖是一种技术，不是一种产品，其具体要求见国家技术规范《现浇混凝土空心楼盖技术规程》JGJ/T268-2012。空心楼盖适用于现浇钢筋砼或预应力钢筋砼的楼盖、屋盖、墙体、基础底板以及桥梁使用。其适用范围为：

1） 空心楼盖适用于办公楼宇、仓库厂房、地下车库、立交桥、大型商场、学校教学楼以及图书馆等大跨度的建筑；2） 需灵活间隔或经常改变使用用途的建筑，如：宾馆、娱乐场所、住宅、公寓等；3） 采用集中式空调的建筑；4）有特殊隔音、保暖要求的建筑。

2 现浇混凝土无梁空心楼盖在人防工程中应用的技术

2.1 施工控制要点

空心楼盖在泵送混凝土浇筑过程中产生的浮力效应尤为突出。由于高强薄壁内模较轻且两端封闭，在流体混凝土中，内模要排出混凝土体积，必然会受到很大的上浮力；另外，混凝土振捣时骨料下沉，容易沉积在芯模底部，造成芯模受挤压上浮而无法回落。因此，抗浮是施工难点，必须采取综合施工技术措施。

1） 固定控制抗浮：当芯模安放定位符合设计要求后，为了空心管的浮力能够传到有效的固定点而确保其不浮起，必须设置抗浮点（图1）。通常做法是：先将芯模牢固的绑扎于板底一排钢筋上，再用双根铁丝扣在底层钢筋交叉点并穿过模板固定在支撑系统的钢管上。

2） 浇筑方式抗浮： 混凝土布料机顺管平行方向进行浇筑，多人随机从管两侧进行振捣，宜采用30 mm 的振动棒，并控制振捣间距，不能过振，否则混凝土会挤入芯模底部，导致局部芯模上浮。 在保证混凝土不出现冷缝的情况下，分上下两层浇筑混凝土，先浇筑2/3 板厚，待本板块一层浇筑完毕，立即进行二次浇筑，轻震后，采用平板振动器沿芯管垂直方向振捣板面，最后人工收抹平整。

图1 某工程内模抗浮点布置示意图（单位：mm）

3） 作业人员控制：施工措施再好，就怕作业人员走调。所以，浇筑作业前要进行切实的技术交底，提高作业人员操作水平，控制好作业顺序、振捣方式、振捣力度等。并要派专人现场跟班作业，及时对已成型楼盖混凝土进行跟踪检测。

2.2 施工注意事项

现浇混凝土空心楼盖在顺管和横管两个方向的刚度不尽相同，受力情况也有区别，而实心混凝土楼盖则假定两方向的刚度相同，具有各向同性的受力特点。但从受力计算方面两者又有共同点，就是楼板各方向先产生变形，再通过各方向变形协调，产生楼板的边界内力。因此尽管两种板材的刚度分配方式不同，但它们都通过变形协调来调整内力。

1） 按等效实心楼盖计算的简化设计方法可以适用于空心楼盖的整体受力概况，但不能反映空心楼盖局部应力分布细节信息；

2） 现浇空心楼盖的刚度大、整体性强、受力性能类似于实心楼盖，主要表现在空心楼盖的应力和应变分布趋势均与实心板类似，但是空腔的存在使空心楼盖在局部的位置出现应力和应变较大的现象。因此，在设计阶段要保证空心管上下较薄位置有足够的双向配筋。

3） 混凝土空心楼盖的计算仍可按弹性薄板理论进行，即可以按等效实心平板受力体系相同考虑；在四边支承板的四个角和跨中位置的应力和应变都比较大，设计时对这些位置可以布置钢筋网片来加强。

4） 除去中和轴附近的部分材料，对混凝土楼盖的整体刚度削弱很少，而对楼盖的自重荷载减少是十分明显的，这一点能有效地解决由于大跨厚板带来的自重过大的不利影响，但在工程设计中应保证楼盖的一些构造要求： 楼盖的上下表层的混凝土厚度应不小于50 mm，以确保钢筋的保护层厚度； 芯管之间的净距不小于50 mm； 应采取措施将芯管均匀布置在截面的中央，提高空心楼盖的整体受力性能。

5） 空心楼盖破坏属于适筋破坏，延性好，无剪切破坏裂缝；试验值与按现行规范的计算承载力值吻合较好，挠度和裂缝均满足规范要求，能满足正常工作条件。

6） 空心楼盖在柱端截面周边呈现更显著的内力集中区，这说明柱端抗冲切承载力在进行结构设计时起控制作用。在实际工程设计中，可以按等效实心楼盖的简化方法计算空心楼盖的内力和配筋，但必须采取构造措施，以加强空心楼盖的薄弱部位。

3 现浇混凝土无梁空心楼盖在人防工程中的应用技术经济性

下文主要是以现浇空心楼板和有梁板结构经济性进行对比，具体见表1。

除了上述内容外，还包括：

3.1 地下室人防工程基坑支护造价比较

在同等净空高度下，现浇混凝土无梁空心楼盖地下人防埋置深度比普通梁板方案要少0.4 m，若考虑风管施工操作空间的影响，地下室埋置深度估计约减少0.3 m。经估算，地下室埋置深度每少1 m，则按照基坑周长计算，支护费用降低1500 元/m，故基坑支护费用要节约造价约12.00 元/m2。

表1 现浇空心楼盖与有梁板结构方案经济比较

3.2 地下室人防土方开挖造价比较

一般情况下土方开挖费用约为30 元/m3，若地下室埋置深度减少0.3 m，可节约土方开挖费用约9.00 元/m2。（注：0.3m×30 元/m3= 9.00 元/m2）。

3.3 地下室基础底板配筋造价比较

由于地下室人防工程埋置深度少0.3 m，因此地下室水浮力将减小，地下室底板的配筋数量将有所减少，经计算节省约20 元/m2。

3.4 工期比较

现浇混凝土无梁空心楼盖大大简化了模板铺装及钢筋帮扎工作，同时在钢筋及混凝土用量上也有所减少，虽然增加了空心管的安装工作，但根据多个工程考察、比较，采用空心楼盖技术就楼盖自身而言工期节约1/4～1/3。由于基坑深度减少0.3 m，土方开挖量减少、基坑支护的工作量减少、难度也有所降低，坑的排水工作量也相对减少，工期因此也有所节约。

4 结语

综上所述，现浇钢筋混凝土空心楼盖总体的经济价值是非常显著的。同时现浇钢筋混凝土空心楼盖的应用更加的符合国家现有的方针政策, 满足节能减排的要求。随着国民经济的发展, 现浇钢筋混凝土空心楼盖技术的不断改进, 其发展空间是巨大的。